一种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及软磁铁氧体材料相关技术领域，尤其是指一种低温烧结镍铜锌软磁铁 氧体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的迅速发展，人们对自己的生活质量要求也在不断的提高，使得对电子 设备使用的方便性要求也提高。这就对现有的移动电子设备接触式充电设备提出了简化的 要求；特别是对于植入人体器官电池的使用寿命和安全性提出了更高的要求。因此人们迫 切需要一种新型技术来解决非接触式充电的难题。这种需求驱动了无线充电技术的诞生。 无线充电是指接收端通过无线感应的方式取得电力而进行充电。如今，无线充电技术经过 数年的推广后受到了广泛的关注。无线充电技术的优势在于其便携性和通用性，可使得多 种设备使用一台充电基站，也许在不久的将来，各种电源适配器剪不断理还乱的情况将不 复存在，而利用公共移动设备充电站将成为现实。其给大众带来的影响非同凡响。
[0003] 目前，基于无线充电技术的产品还较少，主要应用与小功率移动设备充电，如手 机、相机、鼠标、掌上电脑等。未来几年，不仅是小功率电器，常见的家用电器设备、医疗设 备、电动工具、办公室电器、厨房电器等都能实现无线充电。无线充电方式主要有三种：1电 磁感应式；2无线电波式；3磁场共振式。在这三种充电方式中由于电磁感应式是一种适应 全天候、安全、高效低进行能量传输等优点，其在电力、交通行业、航空机场设施及制造业等 许多方面有着广泛的应用前景。电磁感应式主要是利用初级线圈以一定频率的交流电，通 过电磁感应在次级线圈能产生一定的电流，从而将电能从传输端转移到接收端。电磁感应 式无线充电会产生以下问题：1磁场会对设备或其他器件产生干扰；2可能引起电池发热；3 可能在金属器件里产生电环流。
[0004] 为了解决以上问题，需要在无线充电装置中增加高磁导率的片式铁氧体屏蔽材 料。片式铁氧体材料为磁通量提供一条低阻抗通路，减少了磁场对金属器件的影响，而且可 以使用更少匝数来实现更高电感的线圈（匝数越多，电阻越高，充电效率越低），提高无线 充电设备的充电效率。片式铁氧体屏蔽材料具有以下特点磁导率高；2低温烧结（900~ 1000°C) ;3损耗低。而通常用于各类软磁器件中的铁氧体材料，如MnZn和NiZn铁氧体的 烧结温度一般都在1200°C以上，因此，如何通过调节材料的配方、掺杂及制备工艺条件，并 在最大程度提高材料电磁性能的基础上降低烧结温度，使其能够在900~1000°C左右烧 结形成具有高磁导率和低损耗的磁体，则是片式铁氧体屏蔽材料研制中至关重要的技术难 题，同时也是实现该类片式铁氧体屏蔽材料改进和提高的主要途径。
【发明内容】
[0005] 本发明是为了克服现有技术中镍铜锌铁氧体在烧制过程中烧结温度高（1200°c以 上）、磁导率低等问题，提供了一种烧结温度低、磁导率高且损耗低的低温烧结镍铜锌软磁 铁氧体材料及其制备方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料，包括主成分和副成分，主成分包括氧化铁、 氧化镍、氧化锌和氧化铜，主成分以各自的摩尔百分比含量是：Fe203:46. 8~50. 2mol%; NiO:12. 8 ~14. 8mol%;ZnO:27. 0 ~29mol%;CuO:8. 0 ~11. 4mol%;副成分包括V205和 C〇2〇3 〇
[0008] 本发明通过调节材料的配方以及掺杂，在最大程度提高材料电磁性能的基础上降 低烧结温度，使其能够在900~1000°C左右烧结形成具有高磁导率和低损耗的磁体。
[0009] 作为优选，所述的副成分以其标准物v2o5和C〇203计的重量百分比相对于主成分总 重量百分比均为〇? 1~lwt%。
[0010] 本发明还提供上述低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，具体操作步骤如 下：
[0011] (1)首先按镍铜锌软磁铁氧体材料的主成分配方称取原材料；
[0012] (2)将称取好的原材料加入行星式球磨机混合，在一次砂磨后，进行喷雾造粒；
[0013] (3)将喷雾粒料在空气窑中进行预烧；
[0014] (4)称取适量的预烧料，再加入适量的副成分V205和Co203，加入行星式球磨机混 合，在二次砂磨后，进行喷雾造粒；
[0015] (5)将喷雾干燥后的铁氧体粉料压制成型，然后将其置入空气窑中烧结，制备得到 低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料。
[0016] 本发明通过调节材料的配方、掺杂及制备工艺条件，并在最大程度提高材料电磁 性能的基础上降低烧结温度，使其能够在900~1000°C左右烧结形成具有高磁导率和低损 耗的磁体。
[0017] 作为优选，在步骤（2)中，在一次砂磨中，其球、料、水之比为10 : 1 : 2,转速为 25Hz，球磨时间120分钟。
[0018] 作为优选，在步骤（3)中，预烧温度为760°C~860°C，预烧时间为60~150分钟。
[0019] 作为优选，在步骤（4)中，在二次砂磨中，其球、料、水之比为5 : 1 : 2,转速为 30Hz，球磨时间360分钟。
[0020] 作为优选，在步骤（4)中，在二次砂磨后所得粉料的平均粒径约为1. 5ym。
[0021] 作为优选，在步骤（5)中，烧结温度为870°C~990°C，预烧时间为60~150分钟。
[0022] 作为优选，压制成型的镍铜锌软磁铁氧体材料，在烧结后，测试其在200KHz时的 复数磁导率，实部y'为183. 5~876. 3,y"为0? 7~16. 7。
[0023] 本发明的有益效果是：在最大程度提高材料电磁性能的基础上降低烧结温度，使 其能够在900~1000°C左右烧结形成具有高磁导率和低损耗的磁体。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0025] 实施例1
[0026]称取 48.2mol%Fe203、29mol%Ni0、12.8mol%ZnO和lOmol%CuO加入行星式球 磨机混合，球：料：水为10 : 1 : 2,转速为25Hz，球磨120分钟，进行喷雾造粒；然后在 800°C的空气窑中预烧120分钟，得到铁氧体预烧料；称取适量的预烧料，再加入0. 3wt% V205和0. 5wt%c〇203，球：料：水为5 : 1 : 2,转速为30Hz，球磨360分钟，得到平均粒径为 1. 5ym的铁氧体粉体，然后加入0. 8wt%的粘接剂聚乙烯醇进行喷雾造粒；再将喷雾干燥 后的铁氧体粉料压制成标准环形坯件4>25X(M5X5mm，然后将其置入空气窑中在920°C 下烧结，保温时间2小时，得到所述的低温高磁导率镍铜锌软磁铁氧体材料样环。然后采用 Agilent4291B仪表在U= 0. 5V，N= 20TS，T= 25°C下，检测样环在200KHz时的复数磁导 率y'和y"，结果如下表1所示。
[0027]表 1[0028]
【主权项】
1. 一种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料，其特征是，包括主成分和副成分，主成分包 括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜，主成分以各自的摩尔百分比含量是：Fe2O3 : 46. 8~ 50. 2mol%;Ni0 : 12. 8 ~14. 8mol%;Zn0 : 27. 0 ~29mol%;Cu0 : 8. 0 ~11.4mol%; 副成分包括V2O5和Co203。
2. 根据权利要求1所述的一种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料，其特征是，所述的 副成分以其标准物V2O5和Co203计的重量百分比相对于主成分总重量百分比均为0. 1~ IWt %〇
3. -种如权利要求1或2所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征 是，具体操作步骤如下： (1) 首先按镍铜锌软磁铁氧体材料的主成分配方称取原材料； (2) 将称取好的原材料加入行星式球磨机混合，在一次砂磨后，进行喷雾造粒； (3) 将喷雾粒料在空气窑中进行预烧； (4) 称取适量的预烧料，再加入适量的副成分V2O5和Co203，加入行星式球磨机混合，在 二次砂磨后，进行喷雾造粒； (5) 将喷雾干燥后的铁氧体粉料压制成型，然后将其置入空气窑中烧结，制备得到低温 烧结镍铜锌软磁铁氧体材料。
4. 根据权利要求3所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是，在 步骤⑵中，在一次砂磨中，其球、料、水之比为10 : 1 : 2,转速为25Hz，球磨时间120分 钟。
5. 根据权利要求3所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是，在 步骤（3)中，预烧温度为760 °C~860 °C，预烧时间为60~150分钟。
6. 根据权利要求3所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是，在 步骤（4)中，在二次砂磨中，其球、料、水之比为5 : 1 : 2,转速为30Hz，球磨时间360分钟。
7. 根据权利要求3或6所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是， 在步骤（4)中，在二次砂磨后所得粉料的平均粒径约为1.5ym。
8. 根据权利要求3所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是，在 步骤（5)中，烧结温度为870 °C~990 °C，预烧时间为60~150分钟。
9. 根据权利要求3所述的低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料的制备方法，其特征是，压 制成型的镍铜锌软磁铁氧体材料，在烧结后，测试其在200KHZ时的复数磁导率，实部y' 为 183. 5 ~876. 3,y〃为 0? 7 ~16. 7。
【专利摘要】本发明公开了一种低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料及其制备方法。它包括主成分和副成分，主成分包括氧化铁、氧化镍、氧化锌和氧化铜；副成分包括V2O5和Co2O3；具体操作步骤如下：首先按主成分配方称取原材料；将称取好的原材料加入行星式球磨机混合，进行喷雾造粒；将喷雾粒料在空气窑中进行预烧；称取适量的预烧料，再加入适量的副成分V2O5和Co2O3，二次砂磨后，进行喷雾造粒；将喷雾干燥后的铁氧体粉料压制成型，然后将其置入空气窑中烧结，制备得到低温烧结镍铜锌软磁铁氧体材料。本发明的有益效果是：在最大程度提高材料电磁性能的基础上降低烧结温度，使其能够在900～1000℃左右烧结形成具有高磁导率和低损耗的磁体。
【IPC分类】C04B35-26, C04B35-622
【公开号】CN104761250
【申请号】CN201510045093
【发明人】郝斌, 叶怡婷, 於扬栋, 徐琛
【申请人】横店集团东磁股份有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月29日